Brontekst bekijken van Ludwig Boltzmann

{{Infobox wetenschapper
| naam           = Ludwig Boltzmann
| afbeelding     = Boltzmann2.jpg
| onderschrift   = Ludwig Boltzmann
| volledigenaam  = Ludwig Eduard Boltzmann
| geboortedatum  = [[20 februari]] [[1844]]
| geboorteplaats = [[Wenen]]
| sterfdatum     = [[5 september]] [[1906]]
| sterfplaats    = [[Duino-Aurisina]]
| nationaliteit  = 
| vakgebied      = [[wiskunde|wis]]- en [[natuurkunde]]
| onderzoek1     = 
| onderzoek2     = 
| publicaties    = 
| bekendvan      = [[Boltzmann-vergelijking]]<br/>[[entropie]]vergelijking
| promotor       = [[Jožef Štefan]]
| opleiding      = 
| almamater      = [[Universiteit van Wenen]]
| instituten     = 
| prijzen        = 
| afkorting      =
| religie        = 
| hobby          = 
| handtekening   = Ludwig Boltzmann signature.svg
| handtekeningpx = 150
| portaal        = Natuurkunde
| extra portaal  = 
| extra portaal2 = 
}}
[[Bestand:Boltzmann-grp.jpg|thumb|250px|right|Ludwig Boltzmann met medewerkers in Graz, 1887. (staand, van links [[Walther Nernst|Nernst]], [[Heinrich Streintz|Streintz]], [[Svante Arrhenius|Arrhenius]], Hiecke, (zittend, van links naar rechts) Aulinger, [[Albert von Ettingshausen|Ettingshausen]], Boltzmann, [[Ignacij Klemenčič|Klemenčič]], Hausmanninger]]
[[Bestand:Zentralfriedhof Vienna - Boltzmann.JPG|thumb|250px|Boltzmanns graf op het [[Zentralfriedhof]], Wenen, met borstbeeld en entropieformule.]]

'''Ludwig Eduard Boltzmann''' ([[Erdberg]] voorstad van [[Wenen]], [[20 februari]] [[1844]] – [[Duino-Aurisina]] bij [[Triëst (stad)|Triëst]], [[5 september]] [[1906]]) was een [[natuurkundige|natuur-]] en [[wiskundige]] uit [[Oostenrijk-Hongarije]].

== Biografie ==
Boltzmann werd geboren als zoon van Ludwig George Boltzmann, een [[belasting (fiscaal)|belastingambtenaar]], en Katharina Pauernfeind. Zijn ouders kwamen uit de gegoede Weense middenklasse; zelf kreeg hij een gedegen opleiding. Hij studeerde wis- en natuurkunde aan de [[universiteit van Wenen]]. Hij legde zich zijn hele leven toe op wat nu de [[kinetische gastheorie]] wordt genoemd.
In 1866 promoveerde hij onder [[Jožef Štefan]] met een proefschrift over de kinetische energie van gassen. Na zijn promotie bleef hij twee jaar aan als Štefans assistent; het was ook Štefan die Boltzmann in contact bracht met het werk van Maxwell. Hij was zijn tijd vooruit als grondlegger van de [[statistische thermodynamica]] en werd naar zijn idee daarom niet altijd door iedereen begrepen en gewaardeerd. Hij bracht het overigens wel op 25-jarige leeftijd tot hoogleraar in de theoretische fysica aan de universiteit van Graz, aan diverse andere universiteiten en ten slotte aan die van Wenen. Daar onderwees en inspireerde hij [[Lise Meitner]], die uiteindelijk de eerste verklaring van kernsplitsing gaf.<ref name="California">{{en}} Ruth Lewin Sime: [https://www.washingtonpost.com/wp-srv/style/longterm/books/chap1/lisemeitner.htm Lise Meitner: A Life in Physics, hoofdstuk 1]. 1996 University of California, [[University of California Press]]. [https://web.archive.org/web/20230306004806/https://www.washingtonpost.com/wp-srv/style/longterm/books/chap1/lisemeitner.htm Gearchiveerd] op 6 maart 2023.</ref>

Ludwig Boltzmann leed aan een [[bipolaire stoornis]]. Tijdens een vakantie aan de Adriatische kust pleegde hij in een depressieve fase op 62-jarige leeftijd [[zelfmoord]] door zich aan het raamkozijn te verhangen. Hij was gehuwd met de wis- en natuurkundelerares Henriette von Aigentler (1854-1938). Uit dit huwelijk werden twee zonen (Ludwig Hugo en Arthur Ludwig) en drie dochters (Henriette, Ida en Elsa) geboren. Een van zijn dochters voltooide als een van de eerste vrouwen net als Lise Meitner in twee jaar het gymnasium in Wenen, welke opleiding toegang gaf tot een universitaire studie.<ref name=":02">{{Citeer boek |titel=Ongekend. Over vrouwen in de natuurwetenschap die over het hoofd werden gezien. |achternaam=[[Margriet van der Heijden]] |uitgever=Uitgerij Nieuwezijds |datum=2022 |isbn=9789057125683}}</ref>

== Werk ==
===Boltzmannvergelijking===
{{Zie hoofdartikel|Boltzmann-vergelijking}}

Toen hij 24 jaar oud was en nog aan de universiteit van Wenen studeerde, leidde hij de snelheidsverdeling van gasmoleculen in een verdund gas af met behulp van [[klassieke mechanica|klassieke mechanische]] bewegingsvergelijkingen. Deze verdeling was al eerder afgeleid door de [[Verenigd Koninkrijk|Schot]] [[James Clerk Maxwell]], maar Boltzmann verscherpte die met betrekking tot de statistische onafhankelijkheid van de snelheidsverdelingen van de verschillende vrijheidsgraden van moleculaire beweging.<ref>{{Citeer journal 
|author=L. Boltzmann
|year=1872
|title=Weitere Studien über das Wärmegleichgewicht unter Gasmolekülen
|journal=Weiner Berichte
|volume=66
|pages=275-370 
}}</ref> Heden ten dage is deze snelheidsverdeling voor moleculen in een ideaal gas bekend als de [[Maxwell-Boltzmann-verdeling]].

De Boltzmannvergelijking beschrijft de [[dynamica]] van een [[ideaal gas]] en luidt:

:<math> \frac{\partial f}{\partial t}+ v \frac{\partial f}{\partial x}+ \frac{F}{m} \frac{\partial f}{\partial v} = \frac{\partial f}{\partial t}\left.{\!\!\frac{}{}}\right|_\mathrm{botsing} </math>

met
* <math>f</math> de verdelingsfunctie van de plaats en [[impuls (natuurkunde)|impuls]] voor een deeltje op een tijdstip (zie de [[Maxwell-Boltzmann-verdeling]])
* <math>F</math> een kracht
* <math>m</math> de massa van een deeltje
* <math>t</math> de tijd en
* <math>v</math> de gemiddelde snelheid van de deeltjes.

===Wet van Stefan-Boltzmann===
In [[1884]] leidde hij de elektromagnetische warmtestralingswet van [[Warmtestraling|Stefan-Boltzmann]] theoretisch af. Deze was reeds experimenteel ontdekt door zijn leermeester Jožef Štefan. Boltzmann toonde aan dat de totale hoeveelheid uitgestraalde energie evenredig moest zijn met de vierde macht van de absolute temperatuur.

===Entropie===
Beroemd is zijn entropievergelijking, waarin hij via de natuurconstante ''k<sub>B</sub>'' = 1,380658(12) × 10<sup>−23</sup> [[joule|J]]/[[Kelvin (eenheid)|K]] – de [[constante van Boltzmann]] – de macroscopische thermodynamische grootheid [[entropie]] ''S'' (ook wel gereduceerde warmte genoemd) in een evenwichtstoestand koppelde aan het aantal microscopische toestanden (dus rangschikkingen van moleculen) waarin een systeem kan verkeren in een gegeven macroscopische toestand:

:<math>S = k_B \ln W</math>

Hieruit is te verklaren waarom een systeem dat uit evenwicht is, streeft naar maximale entropie en daarmee in evenwicht is: de evenwichtstoestand is de waarschijnlijkste toestand.
Later werd deze natuurconstante door [[Nobelprijs]]winnaar [[Max Planck]] de [[Boltzmannconstante]] genoemd.

De entropievergelijking staat als eerbetoon op de grafsteen van Boltzmann in Wenen vermeld.

==Zie ook==
* [[Paul Ehrenfest]]

== Literatuur over Boltzmann ==
* Roman Sexl & John Blackmore (eds.), "Ludwig Boltzmann - Ausgewahlte Abhandlungen", (Ludwig Boltzmann Gesamtausgabe, Band 8), Vieweg, Braunschweig, 1982.
* John Blackmore (ed.), "Ludwig Boltzmann - His Later Life and Philosophy, 1900-1906, Book One: A Documentary History", Kluwer, 1995. {{ISBN|978-0-7923-3231-2}}
* John Blackmore, "Ludwig Boltzmann - His Later Life and Philosophy, 1900-1906, Book Two: The Philosopher", Kluwer, Dordrecht, Netherlands, 1995. {{ISBN|978-0-7923-3464-4}}
* John Blackmore (ed.), "Ludwig Boltzmann - Troubled Genius as Philosopher", in Synthese, Volume 119, Nos. 1 & 2, 1999, pp.&nbsp;1–232.
* Brush, Stephen G. (ed. & tr.), Boltzmann, ''Lectures on Gas Theory'', Berkeley, CA: U. of California Press, 1964
* Brush, Stephen G. (ed.), ''Kinetic Theory'', New York: Pergamon Press, 1965
* {{cite book | last=Cercignani | first=Carlo | title=Ludwig Boltzmann: The Man Who Trusted Atoms | url=https://archive.org/details/ludwigboltzmannm0000cerc | publisher=Oxford University Press | place = Oxford | year=1998 | isbn=9780198570646}}
* Walter Hoeflechner (ed.), Ludwig Boltzmann - Leben und Briefe, Akademische Druck- u. Verlagsanstalt. Graz, Oesterreich, 1994
* {{cite book | last=Brush | first=Stephen G. | chapter=Boltzmann | editor=Charles Coulston Gillispie (ed.) | title=Dictionary of Scientific Biography | publisher=Scribner | location=New York | year=1970 | isbn=0-684-16962-2 |series=}}
* {{cite book| last=Brush | first=Stephen G. | coauthors= | authorlink= | title=The Kind of Motion We Call Heat: A History of the Kinetic Theory of Gases | edition= | publisher=North-Holland | location=Amsterdam | year=1986 | isbn=0-7204-0370-7 | series=}}
* [[Paul Ehrenfest|P. Ehrenfest]] & [[Tatjana Afanasjeva]] (1911) ''Begriffliche Grundlagen der statistischen Auffassung in der Mechanik'', in: ''Encyklopädie der mathematischen Wissenschaften mit Einschluß ihrer Anwendungen''. Band IV, 2. Teil ( F. Klein and C. Müller (eds.). Leipzig: Teubner, pp.&nbsp;3–90. Translated as ''The conceptual Foundations of the Statistical Approach in Mechanics''. New York: Cornell University Press, 1959. {{ISBN|0-486-49504-3}}
* {{cite book| last=Fasol-Boltzmann | first=Ilse Maria |authorlink= | coauthors=Gerhard Fasol | title=Ludwig Boltzmann (1844-1906) Zum hundertsten Todestag | edition= | publisher=Springer Verlag | location=Wien New York | year=1996 | isbn=3-211-33140-9}}
* {{cite book | last=Planck | first=Max | authorlink=Max Planck | title=The Theory of Heat Radiation | url=https://archive.org/details/theoryofheatradi0000plan | publisher=P. Blakiston Son & Co | year=1914}} English translation by Morton Masius of the 2nd ed. of ''Waermestrahlung''. Reprinted by Dover (1959) & (1991). {{ISBN|0-486-66811-8}}
* {{cite journal | last=Everdell | first=William R | year=1988 | title=The Problem of Continuity and the Origins of Modernism: 1870-1913 | url=https://archive.org/details/sim_history-of-european-ideas_1988_9_5/page/531 | journal=History of European Ideas | issn=0191-6599 | volume=9 | issue=5 | pages=531–552 | doi=10.1016/0191-6599(88)90001-0}}
* {{cite book| last=Klein | first=Martin J. | chapter=The Development of Boltzmann’s Statistical Ideas | editor=E. G. D. Cohen and W. Thirring (eds) | title=The Boltzmann Equation: Theory and Applications | publisher=Springer | location=Wien | year=1973 | isbn=0-387-81137-0 | pages=53–106 | series=Acta physica Austriaca Suppl. 10}}
* {{cite book | last=Tolman | first=Richard C. | title=The Principles of Statistical Mechanics | url=https://archive.org/details/in.ernet.dli.2015.74301 | publisher=Oxford University Press | year=1938}} Reprinted: Dover (1979). {{ISBN|0-486-63896-0}}
* {{cite book | last=Gibbs | first=J. Willard | authorlink=Josiah Willard Gibbs | title=Elementary Principles in Statistical Mechanics | url=https://archive.org/details/elementaryprinci00gibb | publisher=Ox Bow Press (1981) | year=1901 | isbn=0-918024-19-6}}
* {{cite book| last=Lindley | first=David | coauthors= | authorlink=David Lindley (Physicist) | title=Boltzmann's Atom: The Great Debate That Launched A Revolution In Physics | url=https://archive.org/details/isbn_9780684851860 | edition= | publisher= Free Press| location= New York| year=2001 | isbn=0-684-85186-5}}
* {{cite journal | last=Lotka | first=A. J. | coauthors= | year=1922 | title=Contribution to the energetics of evolution | doi= 10.1073/pnas.8.6.147 | format=[[Portable Document Format|PDF]] fulltext | journal=Proc Nat Acad Sci USA | issn=0027-8424 | volume=8 | issue=6 | pages=147 | accessdate=2007-06-11}}
* {{cite book | last=Bronowski| first=Jacob |coauthors= | authorlink=Jacob_Bronowski | title=The Ascent Of Man | url=https://archive.org/details/ascentofmanbron00bron| chapter= World Within World | publisher=Little Brown & Co | year=1974 | isbn=978-0-316-10930-7}}

== Externe links ==
* Artikel [[:s:en:1911 Encyclopædia Britannica/Model|Model]] door Ludwig Boltzmann, [[Encyclopaedia Britannica]] 1902
* [http://www-history.mcs.st-andrews.ac.uk/Biographies/Boltzmann.html MacTutor biografie]
* {{cite web | last=Uffink | first=Jos | title=Boltzmann's Work in Statistical Physics | year=2004 | url=https://plato.stanford.edu/entries/statphys-Boltzmann/ | accessdate=2007-06-11 | work=[[Stanford Encyclopedia of Philosophy]] |archiefurl=https://web.archive.org/web/20240509110639/https://plato.stanford.edu/entries/statphys-Boltzmann/ |archiefdatum=2024-05-09}}
* "[https://web.archive.org/web/20080929032408/http://www.dieuniversitaet-online.at/beitraege/news/ludwig-boltzmann-leben-und-werk-zu-besichtigen/10.html Ludwig Boltzmann,]" Universität Wien (German).
* {{Aut|Ruth Lewin Sime}}, ''Lise Meitner: A Life in Physics'' [https://www.washingtonpost.com/wp-srv/style/longterm/books/chap1/lisemeitner.htm Chapter One: Girlhood in Vienna] gives [[Lise Meitner]]'s account of Boltzmann's teaching and career.
* {{Aut|Eddie Cohen|Cohen, E.G.D.}}, 1996, "[http://xxx.lanl.gov/abs/cond-mat/9608054 Boltzmann and Statistical Mechanics.]"
* {{Aut|Eftekhari, Ali}}, "[http://philsci-archive.pitt.edu/archive/00001717/02/Ludwig_Boltzmann.pdf Ludwig Boltzmann (1844-1906).]" Discusses Boltzmann's philosophical opinions, with numerous quotes.
* {{cite web | last = Rajasekar | first = S. | coauthors = Athavan, N. | title = Ludwig Edward Boltzmann | date = [[2006-09-07]] | year = 2006 | url = http://arxiv.org/abs/physics/0609047 | accessdate = 2007-05-31}}
* [http://genealogy.math.ndsu.nodak.edu/id.php?id=13105 MathGenealogy|13105]
* [http://scienceworld.wolfram.com/biography/Boltzmann.html Science World]
* [http://www.findagrave.com/cgi-bin/fg.cgi?page=gr&GRid=1518 Findagrave|1518]
* [[Jacob Bronowski]] from "[https://www.youtube.com/watch?v=C2p9By0qXms The Ascent Of Man]"

{{Wikisource}}
{{Appendix}}
{{Commons}}

{{DEFAULTSORT:Boltzmann, Ludwig}}
[[Categorie:Oostenrijks natuurkundige]]
[[Categorie:Oostenrijks wiskundige]]
[[Categorie:Persoon overleden door zelfdoding]]
[[Categorie:Theoretisch natuurkundige]]